CN108897461A - 薄膜层叠结构及其制作方法、触控屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜层叠结构及其制作方法、触控屏，所述薄膜层叠结构的制作方法包括：提供一基板，所述基板上设有走线层；在所述走线层上形成导电层；在所述导电层上形成纳米金属线层；以及进行热压合，使所述导电层填充所述纳米金属线层与所述走线层之间的空隙。在本发明所提供的薄膜层叠结构的制作方法中，导电层经过热压合后填充在走线层与纳米金属线层之间，填满了走线层与纳米金属线层之间的空隙，间接增大了走线层与纳米金属线层的接触面积，降低了走线层与纳米金属线层之间的接触电阻，增强了导电能力。
Description
技术领域
本发明涉及触控屏技术领域，尤其是涉及一种薄膜层叠结构的制作方法、利用该方法制作的薄膜层叠结构以及包含该薄膜层叠结构的触控屏。
背景技术
触控屏(英文全称为Touch Panel)，又称触摸屏、触控面板，是一种形成在图像显示装置显示面上，利用人体或电容笔等导体进行指令输入的装置，可代替鼠标、键盘等外接输入装置以及机械式输入按键等输入设备，可有效简化电脑、手机等电子产品结构，具有非常广阔的应用前景。
触控屏包括基板以及形成于基板上的触控结构，通过触控结构的电容变化来感应触控位置，所述触控结构包括两对触控电极，也就是通常所说的TX(发射信号电极)和RX(接收信号电极)，还包括设置其中间的隔离层。其中，TX或者RX包括层叠设置的若干金属走线和透明电极，而常用的透明电极为ITO(氧化铟锡)，随着柔性显示产品的普及，ITO的缺点也逐渐暴露：由于其电阻大、成本高、抗损伤性能差的问题，限制了触控屏向柔性化发展。
基于上述因素，近年来，以在导电性、透光性以及弯曲性等性能方面表现突出的纳米金属线如纳米银线替换ITO已经成为一种趋势，但纳米银线本身仍然存在亟待解决的技术问题，如在触控屏的外围走线区上纳米银线与金属走线的接触效果差、导电能力弱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜层叠结构结构，以降低纳米银线与金属走线之间的接触电阻，增强导电能力。
为了达到上述目的，本发明提供了一种薄膜层叠结构的制作方法，包括：
提供一基板，所述基板上设有走线层；
在所述走线层上形成导电层；
在所述导电层上形成纳米金属线层；以及
进行热压合工艺，使所述导电层填充所述纳米金属线层与所述走线层之间的空隙。
可选的，所述导电层的熔点低于所述走线层及所述纳米金属线层的熔点。
可选的，所述导电层的材料为由铋、铅、锡、镉中至少两种元素构成的合金。
可选的，所述热压合工艺的温度低于所述走线层及所述纳米金属线层的熔点，并高于所述导电层的熔点。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种薄膜层叠结构，包括：
基板；
走线层，设置于所述基板上；
纳米金属线层，设置于所述走线层上；以及
导电层，填充在所述走线层与所述纳米金属线层之间的空隙中。
可选的，所述基板包括功能区以及包围所述功能区的走线区，所述走线层设置于所述基板的走线区上，所述纳米金属线层设置在所述基板上，且所述纳米金属线层覆盖所述走线层，所述导电层填充在所述纳米金属线层位于所述走线层上的部分与所述走线层之间。
可选的，所述导电层的熔点低于所述走线层及所述纳米金属线层的熔点。
可选的，所述导电层的材料为由铋、铅、锡、镉中至少两种元素构成的合金。
可选的，所述走线层为金属走线层。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种触控屏，所述触控屏包括上述任意一项所述的薄膜层叠结构。
在本发明所提供的薄膜层叠结构的制作方法中，导电层经过热压合后填充在走线层与纳米金属线层之间，填满了走线层与纳米金属线层之间的空隙，间接增大了走线层与纳米金属线层的接触面积，降低了走线层与纳米金属线层之间的接触电阻，增强了导电能力。
附图说明
图1为本发明薄膜层叠结构的制作方法的步骤示意图；
图2为本发明实施例中基板的俯视图；
图3-6为本发明实施例中分步制作的薄膜层叠结构的结构示意图；
图中，1-基板，2-走线层，3-导电层，4-纳米银线层，A-走线区，B-功能区。
具体实施方式
在背景技术中已经提及，尽管金属氧化物如ITO具有优异的透光率及导电性，但由于其存在电阻大、成本高、抗损伤性能差的问题，不适于制备柔性器件。因而，业界尝试开发替代ITO的材料比如导电高分子、碳纳米管、石墨烯、纳米银线等，其中纳米银线(SilverNano Wires，SNW)由于纳米级别的尺寸效应，其制备的透明导电薄膜表面平整、耐弯折，并且具有较好的导电性，被认为是首选的金属氧化物的替代材料。
然而，传统的纳米银线的粘附性较差，为了解决纳米银线与基板的附着力问题，发明人曾经尝试在涂布纳米银线后加入OC(over coater)胶；不过，此技术虽然能够临时解决纳米银线与基板的附着力问题，但同时也会导致纳米银线与金属走线的接触面积较少，进而影响导电能力。
基于此，如图1所示，本发明提出了一种薄膜层叠结构的制作方法，包括步骤：
S1、提供一基板，所述基板上设有走线层；
S2、在所述走线层上形成导电层；
S3、在所述导电层上形成纳米金属线层；以及
S4、进行热压合工艺，使所述导电层填充所述纳米金属线层与所述走线层之间的空隙。
在所述薄膜层叠结构的制作方法中，在走线层与纳米金属层之间增加一层导电层，使得导电层填充纳米金属线层与走线层之间的空隙，间接增大了走线层与纳米金属线层的接触面积，降低了走线层与纳米金属线层之间的接触电阻，增强了导电能力。
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，并结合图3-6，本发明实施例提出了一种薄膜层叠结构的制作方法，本实施例中的纳米金属线层为纳米银线层，该方法包括如下步骤：
S1、提供基板1，基板1上设有走线层2；
S2、在走线层2上形成导电层3；
S3、在导电层3上形成纳米银线层4；以及
S4、进行热压合工艺，使导电层3填充纳米银线层4与走线层2之间的空隙。
首先，执行步骤S1，提供基板1，基板1可以是刚性的基板或者柔性的基板。所述柔性的基板即采用柔性材料制作而成，如选用可绕性柔性材料制成，是指在工业上具有一定强度并具有一定可挠行的材料。基板1是刚性的基板时，例如可以是钠玻璃、硼硅玻璃等碱玻璃、无碱玻璃、化学强化玻璃等玻璃基板。基板1是柔性的基板时，其材质包含但不限于为压克力、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺(PI)、聚苯并咪唑聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚环氧乙烷、聚乙醇酸(PGA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或苯乙烯-丙烯腈(SAN)等。可以在刚性基板如玻璃基板上涂布柔性材料，在所述柔性材料上制作电极和其他元件，在全部制程完成之后，将所述柔性材料下方的玻璃基板剥离从而形成柔性基板。也可以是在刚性基板如玻璃基板上涂布柔性材料，然后将所述柔性材料下方的玻璃基板剥离从而形成柔性基板。
进一步的，如图2所示，基板1包括功能区B和走线区A，走线区A例如是包围功能区B。所述功能区B也可以称之为可视区，所述基板1的可视区通常用于透光显示；所述走线区A也可以称之为边框区，所述边框区通常不透光。
进一步的，在基板1的走线区A上形成有走线层2，如图3所示，走线层2例如是金属走线层，可以包括铝、镍、铜等金属，或者包括银、钯、铝、铜、镍等元素的合金。为简化，图3至图6中仅示意性的表示出基板1的走线区A上的结构。
其次，执行步骤S2，在走线层2上形成导电层3，如图4所示，导电层3例如是金属导电层，如锡铋合金、铋铅镉合金、锡铋铅合金等。
再次，执行步骤S3，在导电层3上形成纳米银线层4，如图5所示。
具体的，向导电层3上涂布纳米银线溶液，进行加热烘干，以对涂布的纳米银线溶液进行固化，得到纳米银线层4。其中，所述纳米银线溶液为纳米银线溶在特定的溶剂里而形成的悬浮溶液，该溶剂可以是水、水溶液、离子溶液、含盐溶液、超临界流体、油或其混合物等，所述溶剂中还可以含有如分散剂、表面活性剂、交联剂、稳定剂、润湿剂或增稠剂等添加剂。由所述纳米银线溶液烘干得到的纳米银线层4包括基质及嵌入所述基质中的纳米银线，所述纳米银线之间通过分子力搭接以形成导电网络，所述基质用于保护所述纳米银线不被腐蚀、磨损等外界环境的影响。
实际上，纳米银线层4不仅形成在导电层3上，而是遍布整个基板1的表面，除了在基板1中走线区A上的导电层3上形成有纳米银线层，在基板1中功能区B上也形成有纳米银线层(图中未示出)，基板1中功能区B上的纳米银线层直接与基板1接触。
最后，执行步骤S4，进行热压合，使导电层3填充纳米银线层4(位于走线层2上的部分)与走线层2之间的空隙。如图6所示，执行热压合工艺时，导电层3受热受压软化，充分填充在纳米银线层4(位于走线层2上的部分)与走线层2之间的空隙，从而间接增大了走线层2与纳米银线层4(位于走线层2上的部分)的接触面积，降低了二者之间的接触电阻，增强了导电能力。
其中，为避免热压合工艺对已经成型的走线层2与纳米银线层4的结构造成破坏，热压合工艺的温度优选低于走线层2及纳米银线层4的熔点，同时高于导电层3的熔点，也就是说，导电层3的熔点低于走线层2及纳米银线层4的熔点。
进一步的，导电层3为金属导电层，同时，由于纳米银线层4的熔点在150摄氏度左右，走线层2的材料是铝(熔点为660摄氏度)、镍(熔点为1453摄氏度)、铜(熔点为1083摄氏度)等熔点很高的金属或者合金，因此，导电层3的熔点低于150摄氏度。例如，导电层3可选择以铋(Bi)、锡(Sn)低熔点合金元素为主要成分、熔点约在70～150℃的低熔点合金，如由铋、铅、锡、镉四种元素中至少两种元素构成的合金，其熔点根据构成元素的种类和含量有差别：如锡铋合金(对应成分含量为42％、58％)的熔点为138摄氏度，铋铅镉合金(对应成分含量为52％、40％、8％)的熔点为92摄氏度，锡铋铅合金(对应成分含量为15％、53％、32％)的熔点为96摄氏度，锡铋镉铅合金(对应成分含量为13％、50％、10％、27％)的熔点为70摄氏度。
在确定好走线层2、导电层3及纳米银线层4各自的熔点之后，选择一个合适的温度作为热压合工艺的温度参数，对如图5所示的薄膜层叠结构施热施压，使得导电层3受热受压软化，充分填充在纳米银线层4与走线层2之间的空隙，较佳的，使得纳米银线层4与走线层2的结构不受影响，得到如图6所示的薄膜层叠结构。应理解的是，导电层3实际上是充分填充在纳米银线层4与走线层2之间的空隙，图6只是示意性的表示出各个膜层的上下层叠关系。如前所述，纳米银线层4包括基质及嵌入所述基质中的纳米银线，所述纳米银线之间通过分子力搭接以形成导电网络，纳米银线层4与走线层2之间的接触实际为纳米银线层4中的纳米银线与走线层2之间点与面的接触，在二者的接触点之外存在较大的空隙，导电层3充分填充在纳米银线层4中纳米银线与走线层2之间的空隙中。
执行上述步骤，得到如图6所示的薄膜层叠结构，该薄膜层叠结构包括基板1、走线层2、导电层3以及纳米银线层4；导电层3经过热压合后填充在走线层2与纳米银线层4之间，填满了走线层2与纳米银线层4之间的空隙，间接增大了走线层2与纳米银线层4的接触面积，降低了走线层2与纳米银线层4之间的接触电阻，增强了导电能力。
进一步的，薄膜层叠结构中的纳米银线层4不仅限于纳米银线，还可以是纳米金线等其他纳米金属线，可根据设计需要灵活选择。
此外，本发明实施例还提供了一种触控屏和触控显示装置，所述触控屏包括由上述薄膜层叠结构制作方法制备得到的薄膜层叠结构和盖板，所述触控显示装置包括所述触控屏。所述触控显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
综上所述，在本发明实施例所提供的薄膜层叠结构的制作方法中，导电层经过热压合后填充在走线层与纳米金属线层之间，填满了走线层与纳米金属线层之间的空隙，间接增大了走线层与纳米金属线层的接触面积，降低了走线层与纳米金属线层之间的接触电阻，增强了导电能力。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种薄膜层叠结构的制作方法，其特征在于，包括：
提供一基板，所述基板上设有走线层；
在所述走线层上形成导电层；
在所述导电层上形成纳米金属线层；以及
进行热压合工艺，使所述导电层填充所述纳米金属线层与所述走线层之间的空隙。
2.如权利要求1所述的薄膜层叠结构制作方法，其特征在于，所述导电层的熔点低于所述走线层及所述纳米金属线层的熔点。
3.如权利要求2所述的薄膜层叠结构制作方法，其特征在于，所述导电层的材料为由铋、铅、锡、镉中至少两种元素构成的合金。
4.如权利要求2所述的薄膜层叠结构制作方法，其特征在于，所述热压合工艺的温度低于所述走线层及所述纳米金属线层的熔点，并高于所述导电层的熔点。
5.一种薄膜层叠结构，其特征在于，包括：
基板；
走线层，设置于所述基板上；
纳米金属线层，设置于所述走线层上；以及
导电层，填充在所述走线层与所述纳米金属线层之间的空隙中。
6.如权利要求5所述的薄膜层叠结构，其特征在于，所述基板包括功能区以及包围所述功能区的走线区，所述走线层设置于所述基板的走线区上，所述纳米金属线层设置在所述基板上，且所述纳米金属线层覆盖所述走线层，所述导电层填充在所述纳米金属线层位于所述走线层上的部分与所述走线层之间。
7.如权利要求6所述的薄膜层叠结构，其特征在于，所述导电层的熔点低于所述走线层及所述纳米金属线层的熔点。
8.如权利要求7所述的薄膜层叠结构，其特征在于，所述导电层的材料为由铋、铅、锡、镉中至少两种元素构成的合金。
9.如权利要求7所述的薄膜层叠结构，其特征在于，所述走线层为金属走线层。
10.一种触控屏，其特征在于，包括如权利要求5-9中任意一项所述的薄膜层叠结构。
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